LAS BACTERIAS Y SU USO EN CONTROL BIOLOGICO

INTRODUCCION

Al igual que todos los organismos vivos, los insectos estan sugetos al ataque de microorganismos infecciosos causantes de enfemedades. estos microorganismos, al causar enfermedades en insectos -plagas, pueden mostrara potencial para ser utilizados como agentes de control biologico. al uso de estos microorganismos para controlar plagas se le conoce como control microbiano, y forma parte del concepto general de control biologico.

El estudio de los entomopatogenos ha sido la base del desarrollo de nuevos y mas efectivos agentes de control microbiano de insectos-plagas.los patogenos de insectos, o entomopatogenos, son considerado como parte de los factores bioticos que influyen sobre la densidad de las poblaciones naturales de los insectos. Los entomopatogenos son utilizados en una gran diversidad de casos para el control de plagas importantes en la agricultura, la sivicultura y la salud publica.Sin bien la diferencia entre un patogeno y un parasito es meramente semantica y tiene un fonto totalmente antropocentrico,se consideran patogenos aquellos microorganismos que causan algun tipo de enfermedad  a sus hospedores , se pueden reconocer a cinco grupos principales de entomopatogenos :los virus,las bacterias, los hongos, los protozoarios y los nematodos .

BACTERIAS  ENTOMOPATOGENAS

Al igual que la mayoria de los entomopatogenos, las bacterias entomopatogenas infectan al insecto por via oral.Cuando una bacteria logra penetrar el hemocele del insecto,normalmente causa una septicemia o , especiicamente, una bacteremia, al proliferar en la hemolinfa y posteriormente ataca los tejidos del insecto, hasat deshacerlo por completo.Debido a que muchas bacterias (incluyendo aquellas propias del tracto digestivo del insecto) pueden causar bateremias detales en la mayoria de los insectos, solo por el hecho d epenetrar al hemocele , es dificil clasificar a las que son estrictamente patogenas de aquellas oportunistas (ej.S marcescens) en estos casos, es importante determinar la dependencia de la bacteria hacia el hospedero, ya que las bacterias patogenas obligadas normalmente no pueden crecer sino es en el ambiente del hospedero  y frecuentemente no es factible cultivarlas en medios artificiales (ej.Paenibasillus popilliae).

Existen bacteris que utilizan toxinas para penetrar o aniquilar mas eficientemente al hospedero, la bacteria forma una o varias toxinas que intoxican al hospedero, ya sea al invadir el hemocele o cuando esta es ingerida (ej.basillus thuringiensis y B.sphaericus) .Las bacterias que producen toxinas que aniquilan al insecto son las mas exitosas en su uso como control biologico de plagas , y su conocimiento y estudio es el mas amplio de todas las bacterias entomopatogenas.

Existen algunas bacterias que tiene mecanismo de transmision muy eficiente. La transmision vertical normalmente ocurre cuando las bacterias de un individuo infectado se transmite tansovaricamente, al penetrar al huevesillo durante  la formacion de los ovulos;o transovum, cuando el inoculo bacteriano se limita a cubrir externamente el huevesillo. de ambas formas, los individuos neonatos se inoculan y continuan el ciclo de infeccion . la transmision horizontal ocurre cuando otros individuos quedan a expensas de material infectado por las heces o los deshechos de un cadaver infectado. es comun que en estos casos las bacterias entomopatogenas formen endosporas que mantienen si viabilidad por largos periodos de tiempo(a veces, hasta decenios).

DIVERSIDAD DE LAS BACTERIAS

Las bacteriaas son los organismos mas simples que existen en la actualidad, e incluyen a grupos que se consideran los representantes de los primeros organismos que se desarrollaron sobre la tierra. en la actualidad, de los tres dominios de organismo reconocidos por la clasificacion basada en metodos moleculares, las bacterias representan a dos de ellos. como en todos los ambitos de la taxonomia moderna, las bacterias se encuentran en una face de revision continua y renovadora, donde los antiguos grupos (desde la clase hasta la especie).

A pesar de la gran diversidad bacteriana, las bacterias que causan enfermedades infecciosas a los insectos presentan poca diversidad, si comparamos a este grupo de entomopatogenos con otros los protozoarios o los hongos. se conocen aproximadamente 90 especies de bacterias causantes de enfermedades infecciosas en los insectos, de las cuales, solo algunas pocas tienen un alto potencial como agentes de control biologico. A pesar de su baja diversidad, son las bacterias los agentes de control biologico mas utilizados en el mundo y , por mucho, representan la mayoria del mercado, no solo de insecticidas microbianos, sino de los agentes de control biologico.Desde muy diversos puntos de vista, la familia mas estudiada, mas desarrollada y mas utilizada como agente de control biologico es la Bacillaceae.

Los miembros de la familia Bacillaceae se caracterizan por formar endosporas, son Gram positivos y las celulas vegetativas presentan forma alargada como de baston o baculo.

BACTERIAS ENTOMOPATOGENAS

Bacillus sphaericus. Esta es una bacteria estrictamente aerobia cuya forma es bacilar, aunque presenta un ensanchamiento en el sitio donde se formara la endospora, la cual es completamente esferica. B. sphaericus no era  considerado patogeno de insectos hasta 1965, cuando se aislo una cepa del mosquito Culisea incidens.Su capacidad entomopatogena se limita a las larvas de los mosquitos; sin embargo, es hasta ahora que, ademas de haberse descubierto nuevas cepas altamente toxicas, se han presentado como nuevas alternativas en el control de mosquitos.Esta bacteria es encontrada en el suelo, agua contaminada organicamente y otros tipos de habitat.

Esta bacteria produce una protoxina de naturaleza proteica, formando matrices cristalinas de diferentes forma y tamaño,la toxina debe ser ingerida por las larvas, en su medio acuatico, para luego disolverse en el mesenteron y causar lisis a las celulas epiteliales. su modo de accion es muy similar al de Bacillus thuringiensis . El cadaver de la larva proporciona los nutrientes suficientes para promover la proliferacion de esta bacteria, lo cual permite reciclarse el inoculo en el medio. se puede cultivar facilmente en medios artificiales por su alta capacidad saprofitica; sin embargo, su actividad insecticidas es altamente especificas, restringiendose unicamente hacia las larvas de mosquitos.

Paenibacillus popilliae. Esta bacteria, de reciente reclasificacion, tiene una impotancia tanto desde el punto de vista practico como historico. Esta fue la primera bacteria entomopatogena estudiada y registrada como bioinsecticida en los estados unidos, lo cual fue lograda principalmente por los estudios de Samuel Dutky.

Las diversas cepas de P. popilliae atacan a mas de 70 especies de gallinas ciegas (larvas de escarabajos), causando la llamada "enfermedad lechosa", ya que su sintomatologia mas distintivas es el aspecto lechoso (blanquecino opaco) de la hemolinfa de las larvas infectadas.

Bacillus thuringiensis. Esta no es solamamente la bacteria sino el entomopatogeno mas conocido, mas estudiado y mas extensamente utilizado como agente de control microbiano. Es una bacteria Gram positiva, aerobica, que forma esporas subterminales, las celulas vegetativas tienen forma de baston y presenta flagelos peritricos. Es un microorganismo ubicuo del suelo, del cual se aisla con bastante frecuencia y presenta una distribucion cosmopolita.

La caracteristica principal de BT es que, simultaneo a la formacion de la espora, producen un cuerpo de naturaleza proteica denominado cristal o cuerpo parasporal.

a) patotipos.  La gran mayoria de los serotipos, variedades y cepas conocidas presentan un cristal bipiramidal, con cierta variacion de tamaño y forma. Este cristal normalmente presenta toxicidad a una gran diversidad de larvas de lepidopteros, incluyendo a un numero significativo de plagas agricolas. este es el llamado patotipo I.

Las cepas que presentan alta toxicidad hacia mosquitos y jejenes, muestran un cristal irregular en su forma, aunque tiende a la esfericidad. Este es el llamado patotipo II.

Por ultimo el patotipo III, su rango de actividad se restringe a unas pocas especies de coleopteros.

b) serotipos. En la actualidad existen una gran cantidad  de cepas de BT, aisladas de muy diversas partes del mundo. Con el objeto de diferenciar los diversos aislamientos, se han tratado de establecer los parametros que ayudarian a discriminar una cepa de otra. uno de estos parametros consiste en la serotificacion.Esta tecnica se basa en la reaccion cruzada de las proteinas flagelares de BT, contra los anticuerpos producidos a partir de las cepas.

c) Modo de accion. Similarmente a las otras bacterias ya mencionadas, BT requiere ser ingeridos para que lleve a cabo su efecto patotoxico. La bacteria sin el cristal  no tiene la capacidad de invadir a su hospedero. Al ingerirse el complejo esporacristal, los cristales se disuelven en el mesenteron debido a su contenido altamente alcalino. Una vez disueltos, las proteinas del cristal (protoxinas) sufren proteolisis por las proteasas digestivas del insecto; sin embargo, su degradacion no es completa, quedando intacta una proteina de aproximadamente 65kdal.

d) Produccion comercial. Como de menciono ,BT muestra actividad contra un gran numero de larvas de lepodopteros, contra larvas de mosquitos y jejenes, y contra algunas especies de coleopteros.La especificidad que muestra contra estos insectos representa una de las grandes ventajas de este bioinsecticidas, ya que es completamente inocuo a otro tipo de insectos, especialmente los beneficos. De esta forma, su eficiencia en el  manejo de plagas es muy alta.

e) Desarrollo de Resistencia a la -endotoxina. Una de las ventajas de los bioinsecticidas a base de BT es la lentitud o incapacidad de las plagas susceptibles a desarrollar resitencia a sus toxinas; sin embargo, ahora se crece que esto se debe principalmente al hecho de que estos productos se degradan rapidamente en el medio, eliminandose la presion continua de seleccion, que es un factor clave para el desarrollo de resistencia hacia otro tipo de insecticidas.

Serratia mercescens y S. entomophila. La primera es mas conocida como modelo de estudio en los laboratorios de genetica molecular que como entomopatogeno. Eventualmente se le encuentra causando altas mortalidades en insectarios, donde las condiciones para su transmision son favorables, sin embargo, se le debe considerar un patogeno oportunista. Su rango de hospederos es muy amplio, y se le reconoce facilmente por formar colonias de un rojo brillante, en placas de agar.

La segunda especie es importante por ser la unica bacteria, fuera de las bacilaceas, que esta comercializada como bioinsecticidas. Su registro bajo el nombre de invade, se llevo a cabo para su uso en Nueva Zelanda. Esta bacteria tambien ataca gallinas ciegas de los pastizales, causando la llamada "enfermedad ambarina".